（18分）下图是汤姆孙用来测定电子比荷（电子的电荷量与质量之比）的实验装置示意图，某实验小...

（18分）下图是汤姆孙用来测定电子比荷（电子的电荷量与质量之比）的实验装置示意图，某实验小组的同学利用此装置进行了如下探索：

①真空管内的阴极K发出的电子经加速后，穿过A'中心的小孔沿中心线OP的方向进入到两块水平正对放置的平行极板M和N间的区域。当M和N间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心P点处，形成了一个亮点；

②在M和N间加上偏转电压U后，亮点偏离到P1点；

③在M和N之间再加上垂直于纸面向外的匀强磁场，调节磁场的强弱，当磁感应强度的大小为B时，电子在M、N间作匀速直线运动，亮点重新回到P点；

④撤去M和N间的偏转电压U，只保留磁场B，电子在M、N间作匀速圆周运动，亮点偏离到P2点。若视荧光屏为平面，测得P、P2的距离为y。

已知M和N极板的长度为L1，间距为d，它们的右端到荧光屏中心P点的水平距离为L2，不计电子所受的重力和电子间的相互作用。

（1）求电子在M、N间作匀速直线运动时的速度大小；

（2）写出电子在M、N间作匀速圆周运动的轨迹半径r与L1、L2及y之间的关系式；

（3）若已知电子在M、N间作匀速圆周运动的轨迹半径r，求电子的比荷；

（4）根据该小组同学的探索，请提出估算电子比荷的其他方案及需要测量的物理量。

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（10分）汤姆逊用来测定电子的比荷（电子的电荷量与质量之比）的实验装置如图所示，真空管内的阴极K发出的电子经加速电压加速后，穿过A'中心的小孔沿中心线O1O的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P和P'间的区域，极板间距为d。当P和P'极板间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心O点处，形成了一个亮点；当P和P'极板间加上偏转电压U后，亮点偏离到O'点；此时，在P和P'间的区域，再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场，调节磁场的强弱，当磁感应强度的大小为B时，亮点重新回到O点。不计电子的初速度、所受重力和电子间的相互作用。

（1）求电子经加速电场加速后的速度大小；

（2）若加速电压值为U0，求电子的比荷；

（3）若不知道加速电压值，但已知P和P'极板水平方向的长度为L1，它们的右端到荧光屏中心O点的水平距离为L2， O'与O点的竖直距离为h，（O'与O点水平距离可忽略不计），求电子的比荷。

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带电粒子的电量与质量的比值（e/m）称为比荷。汤姆生当年用来测定电子比荷的实验装置如图所示。真空玻璃管内的阴极K发出的电子经过加速电压加速后，形成细细的一束电子流。当极板C、D间不加偏转电压时，电子束将打在荧光屏上的O点；若在C、D间加上电压U，则电子束将打在荧光屏上的P点，P点与O点的竖直距离为h；若再在C、D极板间加一方向垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，电子束又重新打在了O点。已知极板C、D的长度为L1，C、D间的距离为d，极板右端到荧光屏的距离为L2。不计电子重力影响。

（1）求电子打在荧光屏O点时速度的大小；

（2）a．推导出电子比荷的表达式（结果用题中给定的已知量的字母表示）；

b．若L1=5.00cm，d=1.50cm，L2=10.00cm，偏转电压U=200V，磁感应强度B=6.3×10－4T，h=3.0cm。估算电子比荷的数量级。

（3）上述实验中，未记录阴极K与阳极A之间的加速电压U0，若忽略电子由阴极K逸出时的速度大小，根据上述实验数据能否估算出U0的值？并说明理由。

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（18分）汤姆孙测定电子比荷（电子的电荷量与质量之比）的实验装置如图所示。真空玻璃管内，阴极K发出的电子经加速后，穿过小孔A、C沿中心轴线OP₁进入到两块水平正对放置的极板D₁、D₂间的区域，射出后到达右端的荧光屏上形成光点。若极板D₁、D₂间无电压，电子将打在荧光屏上的中心P₁点；若在极板间施加偏转电压U，则电子将打P₂点，P₂与P₁点的竖直间距为b，水平间距可忽略不计。若再在极板间施加一个方向垂直于纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场（图中未画出），则电子在荧光屏上产生的光点又回到P₁点。已知极板的长度为L₁，极板间的距离为d，极板右端到荧光屏间的距离为L₂。忽略电子的重力及电子间的相互作用。

（1）求电子进入极板D₁、D₂间区域时速度的大小；

（2）推导出电子的比荷的表达式；

（3）若去掉极板D₁、D₂间的电压，只保留匀强磁场B，电子通过极板间的磁场区域的轨迹为一个半径为r的圆弧，阴极射线射出极板后落在荧光屏上的P₃点。不计P₃与P₁点的水平间距，求P₃与P₁点的竖直间距y。

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某学习小组的同学，为测定当地的重力加速度大小，利用如图所示装置进行实验，实验步骤如下：

①让小车自斜面上方一固定点A₁从静止开始下滑到斜面底端A₂，记下所用的时间t。

②用刻度尺测量A₁与A₂之间的距离x。

③用刻度尺测量A₁相对于A₂的高度h。

④改变斜面的倾角，保持A₁与A₂之间的距离不变，多次重复上述实验步骤并记录相关数据h、t。

⑤以h为纵坐标，1/t²为横坐标，根据实验数据作图象。

在忽略小车所受阻力的情况下，根据图象的斜率k就可以近似计算出当地重力加速度的大小。请你写出当地重力加速度大小与斜率k的关系式g=________。（用实验测得量的字母表示）

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汤姆生用来测定电子比荷的实验装置如图所示。从真空管中K极发射的一束电子初速度近似为零经KA间的电场加速后，穿过中心的小孔沿中心轴的方向进入到两块平行极板P和P间的区域最后打在荧光屏的中心O点处，形成一个亮点。已知KA间加速电压大小为U，电子电荷量大小为e、质量为m。下列说法正确的是　　

A. 电子到达A点时的速度大小为

B. 若在PP间加向下的匀强电场，则亮点将出现在点下方

C. 若在间加向下的匀强电场，则电子通过间的时间比不加电场时长

D. 若在间同时加向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，则亮点仍可能出现在点

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在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程，以下说法正确的是

A. 汤姆生通过对阴极射线的研究，发现了电子并精确测定了电子的电荷量

B. 卢瑟福利用α粒子散射实验发现了质子，从而揭示了原子核可以再分的事实

C. 波尔认为氢原子光谱是线状谱的原因是原子核外电子从高能级向低能级跃迁时只能释放具有这　　 两个能级之差的能量的光子

D. 居里夫妇首次发现了天然放射现象

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下列说法正确的是

A. 英国物理学家汤姆孙发现电子，并通过油滴实验精确测定了元电荷的电荷量

B. 开普勒通过对行星观测记录的研究，发现了万有引力定律

C. 伽利略通过实验和合理的推理提出质量并不是影响落体运动快慢的原因

D. 电场和磁场的概念分别是由奥斯特和楞次建立的

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